汽车电子点火器课程设计
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课程设计说明书
题
目
p>
28V
初级电流
1.8A
< br>点火器
B
型的设计
专
业
车辆工程
姓
名
学
号
指导教师
完成日期
2011.7.4
课程设计任务书
1.
设计题目
28V
初级电流
1.8A
点火器
B
型的设计
2.
完成项目:
1.
电子点火器有关资料调研、阅读;
2.
电子点火器的电路原理图分析、设计
3.
电子点火器电路的耗散功率的计算、
各元件的选择;
4.
电子点火器检测电路的设计
5.
课程设计说明书的撰写、设计图与检
测电路图的绘制
.
指导教师评语:
成绩:
指导教师签名:
年
月
日
一、电子点火器有关资料调研、阅读;
1
、电子点火器的设计概述
由于传统的点火器已不能适应现代汽车向高转速、高压缩比和多缸发展的需要,尤其
是近几年来,为了减少污染,改善混合气的燃烧情况以及为了节油而燃用稀混合气时,
都需要提高点火电压和点火能量,而传统的点火器已无法满足这些要求。因此,从
70
年代以来,各国都在探索改进传统点火器的途径,并生产出了多种新型的电子点火
系
统。
新型电子点火系统,因无触点
,无需维护,可使维修工作大大减少。由于电子点
火系统能产生更高的初级电压和火花能
量,从而可使发动机起动容易,工作可靠,并
具有减少排气、污染、节约能源的优点,所
以,传统的点火器正在被无触点电子点火
装置所取代。
2
、点火器的作用
汽油发动机点火系统的作用是适时地产生电火花,点燃
压缩终了的混合气,以使
发动机工作。为确保发动机稳定可靠地工作,对点火系统有如下
三个基本要求:
1
)
、能产生足够搞的次级高压
2
)
、要有足够的点火能量
3
)
、点火时间要适当
3
、汽车发电机点火器的发展趋势
<
/p>
一百多年来伴随着汽车的发展,
汽油发动机的点火技术也逐渐提高
。
1886
年,
第
一辆以四循环内燃机为动力的汽车使用的是磁电机点火系统。
1907
年,美国人首先在
汽车上使用蓄电池点火装置,这种用蓄电池和发电机来提供
电能的点火系统采用了点
火线圈,通过断电器触点来控制点火线圈初级电流的通断,是次
级产生高压。最初的
蓄电池点火系统无点火提前角自动调节装置,一直到了
1931
年,美国人才首先使用了
能根据发动机负荷
和转速的变化自动调节点火提前角的真空、
离心点火提前调解装置。
此后,这种触点式点火装置逐步得到完善,在汽车上得到了广泛的应用,并被称之为
“传统点火系统”
。
随着人们对汽车发动机动力性、经济性及排放控制要求的日益提高,传统点火系
统因其触点本身所固有的缺陷也越来越显现出来。
20
世纪<
/p>
60
年代初期,
出现了一种称
之为晶体管辅助点火系统,这种点火系统增加了一个电子放大器,使得点火性能得到
了较大的提高。晶体管辅助点火系统还保留了触点,不能完全消除由触点本身所造成
的一些缺点,因此,很快就被无触点的电子点火系统所取代。无触点电子点火系统在
60
年代末期开始推广应用至今,
在汽车上已基本普及,
传统点火系统已经逐渐被淘汰。
1976<
/p>
年,美国通用公司首次将微处理器应用于点火时刻控制,此后,微机控制的电子
点火系统的应用日渐增多,并与汽油喷射、怠速等发动机其他电子控制系统一起,实
现了发动机的集中电子控制。随着汽油发动机汽油喷射系统全面取代化油器的到来,
电子点火控制系统在汽车上的使用也必将普及。
p>
4.
丰田
20R
型
发动机用磁感应式电子点火系统
丰
田
20R
型发动机用磁感应式电子点火系统工作原理:
①点火器中各三极管作用
VT1--
发射极与集电极相连,相当于一个二极管,起温度补偿作用;
VT2--
触发管,起信号检测作用;
VT3
、
VT4--
< br>放大作用,将
VT2
输出放大以驱动
VT5
;
VT5--
大功率管,控制初级电流的通断。
②其它元件作用
VD1
、
VD2--
反向串联后与信号发生器传感线圈并联
,高转速时,使传感线圈输出的正
向和负向电压稳定在某一数值,保护
< br>VT2
不受损害;
VD3--
与
R4
组成稳压电路,稳定
VT1
、
VT2
的电源电
压;
VD4--
当
< br>VT5
管截止时,将初级绕组的自感电动势限制在某一值内,保护
VT5
管;
C1--
消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺,防止误点火;
C2--
与
R4
组成阻容吸收电路,吸收瞬时过电压,防止误点火;
R3<
/p>
—正反馈电阻,作用是加速
VT2
(也即
VT5
)的翻转,从而减少
VT5
p>
的翻转时间,降
低
VT5
< br>的温升。
③原理:传感线
圈产生正向信号电压时:
VT1
截止,
VT2
导通,
VT3
截止,
VT4
、
VT5
导
通,初级电路接通。
传感线圈产生负向信号电压时:
VT1
导通,
VT2
截止,
VT3
导
通,
VT4
、
VT5
< br>截止,
初级电路切断,磁场迅速消失,次级绕组产生高压
VT1--
发射极与集电极相连,相当于一个二极管。
VTl
和
VT2
p>
型号相同,
高温时,
由于
< br>VT2
的开启电压
Ube
降低,
使
VT2
提前导通而滞后
截止,从而导致点火滞后。将温度特性与
VT2
相同
的
VTl
和
VT2
并联,温度升高时,
由于
VTl
管
压降降低,使
Up
下降,正好补偿了温度升高对
VT2
的影响,使
VT2
的导
通
和截止时间与常温时基本相同。
5.
解放
CAl092
型载货汽车磁感应式电子点火系统
解放
CAl092
型载货汽车磁感应式电子点火系统工作原理
:
①导磁转子转动时,转子与定
子爪极之间的气隙就发生周期性的变化,使通过传感线
圈的磁通量也呈周期变化,传感线
圈产生与发动机曲轴位置相对应的交变电动势,作
为点火信号电压送入点火电子组件。<
/p>
转子每转一周产生
6
个交变信号,其幅值与转速成正比。
②磁路:
永久磁环
5
的
N
极
(
设磁环
上为
N
极,
下为
S
极
)
→定子
4
→定子爪极与转子爪
极间的气隙(约
0.5mm
)→转子
2
→传感线圈<
/p>
3
的铁心
(
即转
子轴
1)
→导磁板
6
< br>→永久
磁
环
< br>5
的
S
极
③原理:点火信号发生器输出的点火信号送人点火电子组件的②、③端,当点火
信号
电压下降到
-100mV
时,
p>
达林顿三极管
VT
导通,
< br>点火线圈初级绕组有电流流过,
当点火
信号电压上升到<
/p>
-100mV
以上时,
VT
截止,初级电流被切断,在点火线圈次级绕组中便
产生高压电,经分电器、高
压线送至火花塞跳火。
④附加功能:
1).
限流和闭合率控制功能
限流和闭合率
控制功能可使点火装置在发动机工作转速范围内保持恒定的点火能量,
并可防止低速时点
火线圈过热以及电源电压变化时点火能量和点火电压发生变化的现
象
2).
失速慢断电功能
<
/p>
由于某种原因而使发动机停止运转,且点火开关仍然接通时,该组件可在
< br>0.5
秒内缓
慢切断点火线圈初级电流,以免由于初级电
流变化太快导致点火线圈次级产生高压。
3).
低速推迟点火功能
发动机起动时(
转速低于
150r/min
),该点火电子组件可适当推迟点火
时刻,以便于
发动机迅速起动。
4).
超压保护功能
当电源电压超过
30V
时,能自动停止点火系统的工
作,以免损坏点火装置。
6.
同步脉冲信号式
电子点火系统工作原理:
.
电子点火系统工作原理:
该汽车电子点火器电路由同步脉冲信号发生器和开关升压电路组成,如图所示。
< br>
同步脉冲信号发生器电路由信号转子
(
为永久磁铁
)
、电磁线圈
L
和二极管
VDl
、
p>
VD2
组成。开关升压电路由晶体管
Vl-
V3
、电阻器
Rl-R5
和升压变压器
T
组成。发动
机起动运转时,信号转子
在分电器轴驱动下旋转,其凸齿与电磁线圈
L
铁心间的空气
p>
隙不断改变,通过
L
的磁通量也随之发生变
化,在
L
上产生交变的感应电动势。这样,
信号转子每转一周,
L
便产生与凸齿数相同的交变信号,此
交变信号经
VDl
整流后,
控制
Vl-V3
,便之间歇导通。当输入信号电压为负脉冲时,
VDl
截止,使
Vl
导通
,
V2
截止,
V3
导通,
T
的
Wl
< br>绕组中有电流流过
;
当输人的信号电压为正脉冲时,
p>
VDl
导通,
Vl
截止,
V2
导通,
V3
截止,通过
T
的
Wl
绕组的电流被切断,磁场迅速消失,在
W2
绕组
产生点火高压,此点火高压由配电器分配到各缸火花塞,点燃气缸内的混合
器。
元器件选择:
RI-R5
均选用
1/4W
金属膜电阻器。
VD
l
和
VD2
均选用
1N4148
型硅开关二极
管
;V
D3
选用
1N4007
型硅开关二极管
。
Vl
选用
S8550
型硅
PNP
晶体管
;V2
p>
选用
2SC782
或
2N4240
、
3DK2O5D
型硅
NPN
晶体管
;3
选用
BU932
或啊
10025<
/p>
型
硅
NPN
达林
顿晶体管。
T
使用汽车点火线圈。
L<
/p>
使用成品电磁线圈。
二
.
电子点火器的电路原理图分析、设计
1.
本人设计点火器如下图所示
p>
2.
电路图工作原理
:
该电路点火器还具有闭合角可控、发动机停机自动断电
、初级电路稳定控制等功
能电路。
1
)
点火控制工作过程
当点火信号负脉冲
输入时,信号电流流经
VD3
、
R2<
/p>
、
VD2
、
R1
、
VD3
的正向
导通电压将使
V1
处于反向偏压而截止。
V1
截止时,其
P
点的电位升高,
使
V2
导
通,给
V3
提供了正向偏压,使
V3
导通。
这时,点火线圈初级电路,初级电流增
长,此时点火线圈的储能过程。
< br>
当点火信号正脉冲输入时,
V1
获得正向偏压而导通,信号电流经
R1
、
VD1
、
R2
、
< br>V1
发射
结形成通路。
V1
导通后使
P
点电
位下降,并使
V2
失去正向偏压而
截止
,
V3
也随之无正向偏压而截止,使点火线圈初级断流,次级产
生高压。
2
)
闭合角可控电路原理
在电子点火系统
中,闭合角是指点火线圈初级通路的相对时间(初级通路时间
初
级通断周期)
。闭合角可控是要使点火线圈初级通路的相对时间随发动机转速的
升高而增大,以保证发动机在高速时点火线圈初级仍有时间形成足够大的初级电
< br>流。
闭合角可控电路由
VD5
、
C2
、
R3
组成。在点火信号正脉冲时,信号电流同时
对电容
C2
充电,充电电路为:
e+
—
R1
—
VD1
—
VD5
—
C2
< br>—
V1
发射结
—
e-
。而当信
号正脉冲消失时,在
C2
放电时,使
V1
反向偏压而保
持截止,
V2
和
V3
< br>保持导通,
初级线圈保持通路。发动机转速升高时,信号脉冲电压随之升高,
p>
C2
的充电电压
也随之升高,
正信号脉冲消失后
C2
的放电时间延长,
V1
的截止时间也是相对增加
了,也即增加了点火
线圈初级通路的相对时间。